Özgül gizli ısı (L), Termal enerji (sıcaklık, S) bir vücut sabit sıcaklık işlemine tabi tutulduğunda emilir veya salınır. Özel gizli ısı denklemi:
L = S / m
nerede:
- L özgül gizli ısı
- S ısı emilir veya serbest bırakılır
- m bu kitle bir maddenin
Sabit sıcaklık proseslerinin en yaygın türleri faz değişikliklerierime, dondurma, buharlaşma veya yoğunlaşma gibi. Enerji "gizli" olarak kabul edilir, çünkü faz değişikliği gerçekleşene kadar moleküllerin içinde gizlidir. "Spesifik" çünkü birim kütle başına enerji cinsinden ifade edilir. Özel gizli ısıların en yaygın birimleri joule gram başına (J / g) ve kilogram başına kilojoule (kJ / kg).
Özgül gizli ısı bir maddenin yoğun mülkiyeti. Değeri, numune büyüklüğüne veya bir maddenin içinde numunenin alındığı yere bağlı değildir.
Tarih
İngiliz kimyager Joseph Black, 1750 ve 1762 yılları arasında bir yerde gizli ısı kavramını tanıttı. Scotch viski üreticileri, en iyi yakıt ve su karışımını belirlemek için Black'i işe almıştı. damıtma ve sabit bir sıcaklıkta hacim ve basınçtaki değişiklikleri incelemek. Siyah uygulandı
kalorimetri ve gizli ısı değerlerini kaydetti.İngiliz fizikçi James Prescott Joule gizli ısıyı potansiyel enerji formu. Joule, enerjinin bir madde içindeki partiküllerin spesifik konfigürasyonuna bağlı olduğuna inanıyordu. Aslında, atomların bir molekül içindeki oryantasyonu, kimyasal bağları ve gizli ısıyı etkileyen kutuplarıdır.
Gizli Isı Transferi Türleri
Gizli ısı ve hissedilir ısı, bir nesne ile çevresi arasında iki tür ısı transferidir. Tablolar gizli füzyon ısısı ve gizli buharlaşma ısısı için derlenmiştir. Duyarlı ısı, sırayla, bir vücudun bileşimine bağlıdır.
- Gizli Füzyon Isısı: Gizli füzyon ısısı madde eridiğinde emilen veya salınan ısıdır, faz sabit bir sıcaklıkta katıdan sıvıya değişir.
- Gizli buharlaşma ısısı: Buharlaşmanın gizli ısısı, madde buharlaştığında emilen veya salınan, sabit bir sıcaklıkta fazı sıvıdan gaza geçiren ısıdır.
- Hissedilen sıcaklık: Hissedilebilir ısı genellikle gizli ısı olarak adlandırılsa da, sabit sıcaklık durumu veya faz değişimi söz konusu değildir. Hassas ısı madde ve çevresi arasındaki ısı transferini yansıtır. Bir nesnenin sıcaklığındaki değişiklik olarak "algılanabilen" ısıdır.
Özel Gizli Isı Değerleri Tablosu
Bu, yaygın malzemeler için füzyon ve buharlaştırmanın spesifik gizli ısısının (SLH) bir tablosudur. Amonyak ve su için polar olmayan moleküllerinkine kıyasla son derece yüksek değerlere dikkat edin.
| Malzeme | Erime Noktası (° C) | Kaynama Noktası (° C) | Füzyon SLH'si kJ / kg |
Buharlaşma SLH kJ / kg |
| Amonyak | −77.74 | −33.34 | 332.17 | 1369 |
| Karbon dioksit | −78 | −57 | 184 | 574 |
| Etil alkol | −114 | 78.3 | 108 | 855 |
| Hidrojen | −259 | −253 | 58 | 455 |
| Öncülük etmek | 327.5 | 1750 | 23.0 | 871 |
| Azot | −210 | −196 | 25.7 | 200 |
| Oksijen | −219 | −183 | 13.9 | 213 |
| Soğutucu akışkan R134A | −101 | −26.6 | — | 215.9 |
| tolüen | −93 | 110.6 | 72.1 | 351 |
| Su | 0 | 100 | 334 | 2264.705 |
Duyarlı Isı ve Meteoroloji
Gizli füzyon ve buharlaşma ısısı fizik ve kimyada kullanılırken, meteorologlar da mantıklı ısıyı düşünürler. Gizli ısı emildiğinde veya salındığında, atmosferde kararsızlık üretir ve potansiyel olarak şiddetli hava üretir. Gizli ısıdaki değişiklik, daha sıcak veya daha soğuk hava ile temas ettiklerinde nesnelerin sıcaklığını değiştirir. Hem gizli hem de mantıklı ısı havanın hareket etmesine neden olarak rüzgar ve hava kütlelerinin dikey hareketini sağlar.
Gizli ve Duyarlı Isı Örnekleri
Günlük yaşam gizli ve hissedilir ısı örnekleri ile doldurulur:
- Bir ocakta kaynar su, ısıtma elemanından gelen termal enerji tencereye ve sırayla suya aktarıldığında oluşur. Yeterli enerji sağlandığında, sıvı su su buharı oluşturacak şekilde genişler ve su kaynar. Su kaynadığında muazzam miktarda enerji açığa çıkar. Su bu kadar yüksek bir buharlaşma ısısına sahip olduğundan, buharla yakılması kolaydır.
- Benzer şekilde, bir dondurucuda sıvı suyu buza dönüştürmek için önemli miktarda enerji emilmelidir. Dondurucu termal enerjiyi ortadan kaldırarak faz geçişinin gerçekleşmesini sağlar. Suyun yüksek bir füzyon ısısı vardır, bu nedenle suyun buza dönüşmesi, birim gram başına sıvı oksijenin katı oksijene dondurulmasından daha fazla enerjinin çıkarılmasını gerektirir.
- Gizli ısı kasırgaların yoğunlaşmasına neden olur. Hava ılık suyu geçerken ısınır ve su buharını alır. Buhar bulutları oluşturmak için yoğunlaştıkça, gizli ısı atmosfere salınır. Bu eklenen ısı havayı ısıtır, dengesizlik üretir ve bulutların yükselmesine ve fırtınanın yoğunlaşmasına yardımcı olur.
- Toprak güneş ışığından enerji emdiğinde ve ısındığında duyulur ısı açığa çıkar.
- Terleme ile soğutma, gizli ve hissedilir ısıdan etkilenir. Bir esinti olduğunda, evaporatif soğutma oldukça etkilidir. Suyun yüksek gizli buharlaşma ısısı nedeniyle ısı vücuttan uzaklaştırılır. Bununla birlikte, güneşli bir yerde gölgeli olandan daha serinlemek çok daha zordur, çünkü emilen güneş ışığından duyulan ısı buharlaşma etkisiyle rekabet eder.
Kaynaklar
- Bryan, G.H. (1907). Termodinamik. Temelde İlk İlkeler ve Doğrudan Uygulamaları ile Girişimsel Bir İnceleme. B.G. Teubner, Leipzig.
- Clark, John, O.E. (2004). Bilimin Temel Sözlüğü. Barnes & Noble Kitaplar. ISBN 0-7607-4616-8.
- Maxwell, J.C. (1872). Isı Teorisi, üçüncü baskı. Longmans, Green ve Co., Londra, sayfa 73.
- Perrot, Pierre (1998). Termodinamiğin A'dan Z'ye. Oxford Üniversitesi Yayınları. ISBN 0-19-856552-6.